(57)【要約】【課題】炭化炉蓋付近に装入された石炭粒子の昇温速度を速めかつ耐熱性にすぐれた炉内ガス流通ボックスを設けたコークス炉蓋を提供する。【解決手段】石炭粒子２を装入した炭化炉１の炉口枠４を押圧する炉蓋構造体３の炉内側に設けた断熱ボックス１２に土状黒鉛の塗装膜１７、耐熱性パッキングシート１８と耐熱性金属シート１９を積層内張し、その最外層に、通気用間隙１６を設けて炉内ガス流通ボックス１３を設けた昇温型コークス炉蓋である。また該炉内ガス流通ボックス１３に、前記炉蓋構造体３の炉外側に空気供給バルブ２０を持つ空気噴出ノズル２１を設けた昇温型コークス炉蓋である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭粒子を装入した炭化炉の炉口枠を押圧するエッジ断面形状のフランジ部材を周設した耐熱金属のシールプレートを介して該炭化炉の出入口を開閉する炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスに、土状黒鉛の塗膜層、耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを順次積層内張りし、さらに最先端炉内側に耐熱金属製短冊板または耐熱金属製短冊フレームの隣接間に通気用間隙を設けて並列した無底枠体構造の炉内発生ガス流通ボックスを設けて構成した事を特徴とする昇温型コークス炉蓋。
【請求項２】
石炭粒子を装入した炭化炉の炉口枠を押圧するエッジ断面形状のフランジ部材を周設した耐熱金属のシールプレートを介して該炭化炉の出入口を開閉する炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスに、土状黒鉛の塗膜層、耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを順次積層内張りし、さらに最先端炉内側に耐熱金属製短冊板または耐熱金属製短冊フレームの隣接間に通気用間隙を設けて並列した無底枠体構造の炉内発生ガス流通ボックスを設けると共に、前記した炉蓋構造体の炉外側に空気供給源をもつ空気供給ノズルを前記炉内発生ガス流通ボックスに設けて構成した事を特徴とする昇温型コークス炉蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、コークスを製造するコークス炭化室（炉）の出入口（または炉蓋）近傍部に装入された石炭粒子のコークス化を促進する、昇温型のコークスドア（炉蓋）に関するものである。
【技術背景】
【０００２】  コークス炉の炭化炉の出入口を開閉するコークス炉蓋は、炭化炉内に装入された石炭粒子を高温度（９００℃以上）で乾留する製造条件から、実開平５−５６９４０号公報や特開２００１−２８８４７２号公報など多くの特許等公報で紹介される様に、炭化炉の炉口枠（ドアジャム）に当接するナイフエッジ断面形状のシールプレートを介して炭化炉の出入口を厚さ４００ｍｍ程度の大重量の耐火煉瓦で封印する密閉式の頑丈な鋼鉄製炉蓋構造に組立てられている。しかしながら、大重量の耐火煉瓦が、炭化炉の両側に隣接する加熱室（炉）から石炭粒子を乾留するために供給された高温度の熱を吸収する問題から、炭化炉の出入口側すなわち炉蓋近傍部に装入された石炭粒子は、充分な乾留温度と乾留時間が得られない不良コークスを製造し、他の乾留コークスと共に取り出され（窯出し）、コークスの歩留低下を来す。また乾留コークスに混ざり込んだ不良コークスが、コークス品質劣化を招くため、不良コークスを取除くコークス選別作業を更めて行わねばならないなど、生産性に大きな影響を及ぼす問題があった。
【０００３】  この様な問題を解消する目的から、例えば特公平３−４００７４号公報で紹介される様に「装入物から生成する高温度の気体を、該装入物と接触する少なくとも一つの扉の熱伝導性金属隔壁で、炭化室の内部と分離する扉の中の垂直な通路を通して送気管へ送り、該気体の通路での上昇と該隔壁の熱伝導性によって、該隔壁を介して該隔壁に接触する上記装入物の上方末端領域に該気体の熱の一部を移して前記装入物をコークス化する方法」が開示されている。この方法に基づいて開発されたのが、特公昭６１−４９３５３号公報の「炉蓋の炉内側に、スペーサー片を介してコーキングプレートを結合した個々の遮蔽部材の端部を重なり合う様に連設した炉内発生ガス通過用の遮蔽体を取付けたコークス炉蓋」であり、また実公平６−４３１４６号公報の「炉蓋本体の内側にガス通路の金属遮蔽体を設けたコークス炉の炉蓋」である。この様に炉蓋の炉内側に炉内発生ガス通過用の遮蔽体を設ける事によって、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子は、それ以前の炉蓋に較べ昇温速度を促進し、不良コークスの発生を著しく軽減する。さらに遮蔽体内の昇温速度を加速するために、例えば特公平５−３８７９５号公報の様に「遮蔽体内を通過する可燃性ガスを燃焼させるために、該隔離室に外部から空気もしくは酸素を吹込むノズルを設置した炉蓋」、特開平８−２８３７３５号公報では「炉蓋金物の炉内側に内張りをした煉瓦質の断熱材とガス通路を内部に形成しカーボンファイバーやセラミックファイバーなどの断熱材料に微小隙間のガス通気孔を設けた断熱凹状の耐熱部材とを密着させて固定すると共に、ガス通路内に空気もしくは酸素の吹込みノズルを設けた炉蓋」など、各種構造の炉蓋が開発されている。
【０００４】  この様に熱伝導性の金属隔壁体または金属遮蔽体を炉蓋本体の炉内側に設ける事によって、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の昇温速度を速める効果を有するにも係わらず、実用化に供されていないのが現状である。その理由は定かでないが、本発明者らの推測によれば、次の様な問題があったものと考えられる。金属隔壁体は、前記の特公平３−４００７４号公報などから明らかな様に薄い金属板で製作されているため、コークス窯出し毎に高温度（膨張）から急冷（収縮）が繰り返されて過大な熱応力の影響を受けて歪に変形し、ガス通気を閉塞しあるいは一層狭める問題がある。さらに金属遮蔽体も金属隔壁体と同様に、乾留中に生成した泥状のタールが通気口に流れ込んで凝固し閉塞する問題、通気口で凝固したタールの除去作業を炉蓋開放中の高い熱を保有する間に行わねばならない問題など、これから解決しなければならない多くの問題があったものと考えられる。
【特許文献１】        特公平３−４００７４号公報（第３頁  図１）
【特許文献２】        特公昭６１−４９３５３号公報（第７頁  図８）
【特許文献３】        実公平６−４３１４６号公報（第２頁  図１）
【特許文献４】        特公平５−３８７９５号公報（第２頁  図１）
【特許文献５】        特開平８−２８３７３５号公報（第３頁  図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明者らはこの様な問題を解消するため、石炭粒子の侵入を防止する金属製短冊板を左右に通気間隙を設けて縦横に並列した無底構造の炉内ガス流通ボックスを、炉蓋本体の炉内側に断熱ボックスを介して付設した、コークス炉蓋を先に開発した。
さらに本発明者らは、炭化炉から流れ込んだ高温度の熱を保有する炉内ガスの炉蓋放出熱を少なめて高温度に昇温しかつ保温性を確保する炉内ガス流通ボックスを設けた昇温型コークス炉蓋を提供する事を目的に種々検討した結果、炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスと炉内ガス流通ボックスとの間に、該断熱ボックス側から土状黒鉛の塗膜層さらに耐熱性バッキングシートの内張層を施す事によって、その目的を達成し、コークス炉口枠やコースス炉蓋で生成し易いタールの発生を著しく軽減する事を知見した。本発明は、この知見に基づいて構成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  その要旨は、石炭粒子を装入した炭化炉の炉口枠を押圧するエッジ断面形状のフランジ部材を周設した耐熱金属製シールプレートを介して該炭化炉の出入口を開閉する炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスに、土状黒鉛の塗装膜、耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを積層張りし、さらにその炉内側に耐熱金属製短冊板または耐熱金属製フレームの隣接間に通気用間隙を設けて並列した有底または無底枠体構造の炉内ガス流通ボックスを設けた構造の昇温型コークス炉蓋である。さらに本発明は、前記した無底枠体構造の炉内ガス流通ボックスに、前記炉蓋構造体の炉外側に空気供給源を持つ空気噴出ノズルを設けた構造の昇温型コークス炉蓋である。
【発明の効果】
【０００７】  以上述べた本発明の昇温型コークス炉蓋によれば、断熱ボックスに土状黒鉛の塗装膜を施して耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを積層張りする事によって、該断熱ボックスの耐熱性を維持しまた炉蓋放出熱を少なめて炉内ガス流通ボックス内の昇温性と保温性を確保すると共に、炭化炉から流れ込んだ炉内ガスの燃焼熱あるいは該炉内ガス流通ボックス内に流れ込んだ石炭粒子を燃焼熱で炉蓋近傍部に装入された石炭粒子を乾留しコークス化し、また生成した泥状タールを燃焼し分解消滅する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
図面は本発明の一実施例を示したもので、図１は、炭化炉のコークス排出側（またはコークス押出機側）の出入口を閉塞したコークス炭化炉蓋とその近傍部の炭化炉の断面図を示す。図１において、１は炭化炉で、石炭粒子２が装入されている。すなわち、炭化炉１は、両側に設けた加熱炉（図示せず）で、石炭粒子２を乾留する構造に設けられている。３は炉蓋構造体である。炉蓋構造体３は、炭化炉１の炉口枠４に押圧する圧縮バネや螺子ボルトなど通常の締結用部材を組合わせて構成した通常の締結構造５を付設した鋼鉄製炭化炉蓋フレーム６の炭化炉側に、スライドプレート７、ナイフエッジ断面形状のフランジ部材８を周設した炉口枠４に当接する耐熱金属製のシールプレート９や炉内プレート１０などを装着して構成したもので、炭化炉１の出入口１１を開閉するものである。本発明における炉蓋構造体３は、上記した構造に限定されるものでなく、炭化炉１の出入口１１から炉内ガスの漏洩を防止するものであれば如何なる構造であってもよい。１２は断熱ボックスである。断熱ボックス１２は、金属製ボックスにアルミナシリケートやセラミックスなど一般に使用される断熱材を充填したもので、炉蓋構造体３の炉内側に設けて炉内ガスが保有する高温度の熱の放出を防止する。１３は、炉内ガス流通ボックスである。炉内ガス流通ボックス１３は、炭化炉１の石炭粒子２から発生する炉内ガスが流入し易い構造の有底または無底の耐熱金属製中空構造物で、断熱ボックス１２の炉高方向を複数段に分割する位置に横支持枠１４を設け、さらに該横支持枠１４の上下離隔間に耐熱金属製短冊板１５を左右または上下あるいは両方の隣接間に通気用間隙１６を設けて縦横に配列したものである。また本発明においては、炉高方向に多数の環状または不連続環状の耐熱金属製短冊フレームの上下隣接間に通気用間隙１６を設けて横設した炉内ガス流通ボックス１３を設けてもよい。２２は進退自在な押圧具で、シールプレート９のフランジ部材８を炉口枠４に押圧するシリンダーやバネなどを使用して押圧構造に設けられている。【０００９】  さらに本発明においては、図２に図１のＡ−Ａ線断面炭化炉側を拡大斜視図で示す様に、断熱ボックス１２に土状黒鉛の塗装膜１７、耐熱性パッキングシート１８、耐熱性金属シート１９を積層張りした後、炉内ガス流通ボックス１３を取り付ける。本発明おいて、この積層張り層は、高温度に昇温する炉内ガス流通ボックス１３の熱を遮断し、断熱ボックス１２の形状変化や焼損を防止する効果を奏する。特に土状黒鉛の塗装膜１７は、鱗状黒鉛に較べ結晶性が劣るため塗装密着性がよくまたＴｉＯ２やＦｅ２Ｏ３成分の含有量が少ないため軟化温度も高いなどの理由から、断熱ボックス１２と耐熱性パッキングシート１８とを長期間にわたって堅く密着する効果を有する。また耐熱性パッキングシート１８は、耐熱性ゴムの他にセラミックファイバーやグラファイト材などのシートで、耐熱性を有しかつ断熱ボックス１２や耐熱性金属シート１９などの金属材料の熱変化で起こる変形押圧力（応力）を吸収し、炉蓋構造の整形性を長期間維持する効果を奏する。【００１０】  さらに本発明の他の一実施例として炉内ガス流通ボックス１３を流通する炉内ガスを燃焼するた��に、図１で示す様に、上記した炉内ガス流通ボックス１３の中空内を炉高方向に沿って、炉蓋構造体３の炉外側に炉内圧制御で自動的にまたは機械的に開閉する動作の空気供給バルブ２０を持つ空気噴出ノズル２１の１個または任意な間隔で２個以上を設けてもよい。図１は、炉内ガス流通ボックス１３に任意な間隔を設けて３個の空気噴出ノズル２１を配置した場合の一実施例を示す。すなわち、炭化炉１から炉内ガス流通ボックス１３に流れ込んだ炉内ガスが燃焼するに必要な量の空気が、空気供給バルブ２０から供給され、空気噴出ノズル２１から噴出され、該炉内ガス流通ボックス１３の中空内を昇温させ、さらに炉蓋近傍部の炭化炉１に装入された石炭粒子２を加熱し乾留する構造に設けられている。【００１１】  上記の様に構成された本発明のコークス炉蓋は、前記した従来のコークス製造作業と同様に炭化炉１の出入口１１を閉塞した後、該炭化炉１に石炭粒子２を装入し、しかる後炭化炉１に隣接する加熱炉（図示せず）から高温度の熱を供給しながら、乾留する。乾留中に発生した高温度の熱を保有する炉内ガスは、炉内ガス流通ボックス１３へ流動しながら耐熱金属製短冊板１５を加熱し、さらに該炉内ガス流通ボックス１３の中空内から耐熱金属製短冊板１５を介して炭化炉１の炉蓋側に装入された石炭粒子２を加熱し、良好な乾留コークスを製造する。また炉内ガス流通ボックス１３の中空内に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気が、空気供給バルブ２０と空気噴出ノズル２１から供給され、炉内ガス流通ボックス１３の該中空内を高温化し、耐熱金属製短冊板１５を介して炭化炉１の炉蓋側に装入された石炭粒子２を加熱する。特に本発明のコークス炉蓋は、炉内ガス流通ボックス１３と断熱ボックス１２との間に土状黒鉛の塗装膜１７や耐熱性パッキングシート１８などの積層内張りが施されているため、断熱ボックス１２から自然放出される熱を遮断し、炉内ガス流通ボックス１３の中空内を高温度に昇温し、炉蓋近傍部の石炭粒子２まで良質なコークスを製造し、歩留りを向上する。また高温度に昇温された炉内ガス流通ボックス１３に流れ込んだ炉内ガスの未燃焼ガスを燃焼し、タールの発生を著しく軽減するため、炉蓋のタールクリーナ作業時間を著しく短縮し、時にはクリーナ作業を省略する事もある。この効果は、炉内ガス流通ボックス１３に空気噴出ノズル２１を設けた場合に大きく現れる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】  耐熱性と耐久性に優れた本発明の昇温型コークス炉蓋は、炭化炉蓋付近に装入された石炭粒子の加熱を速めて良好なコークスの生産量を増やし、安定した操業をし続けるなど多くの利点から、コークス製造業において今後実用化に供される可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図面は本発明の一実施例を示したもので、炭化炉のコークス排出側（またはコークス押出機側）の出入口を閉塞したコークス炭化炉蓋とその近傍部の炭化炉の断面図を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面炭化炉側を拡大斜視図で示す。
【符号の説明】
【００１４】  １  炭化炉
２  石炭粒子
３  炉蓋構造体
４  炉口枠
８  フランジ部材
９  シールプレート
１２  断熱ボックス
１３  炉内ガス流通ボックス
１５  耐熱金属製短冊板
１６  通気用間隙
１７  土状黒鉛の塗装膜
１８  耐熱性パッキングシート
１９  耐熱性金属シート
２０  空気供給バルブ
２１  空気噴出ノズル
【図１】
2006083359.tif 000003
【図２】
2006083359.tif 000004